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高精度測試如何賦能芯片研發(fā)？研華iDAQ同步采集技術(shù)深度解析
測試數(shù)據(jù)不同步 研發(fā)效率打折扣
晶圓是制造芯片的基礎(chǔ)材料，其內(nèi)部通道的阻抗會隨著外部磁場的變化而變化。這種變化可能會影響芯片的性能和穩(wěn)定性。因此，在研發(fā)和生產(chǎn)過程中，必須對晶圓的電磁性能進行全面測試，以確保其符合設(shè)計要求，并能在各種環(huán)境中穩(wěn)定運行。
同步精度不足：磁場變化與阻抗數(shù)據(jù)的動態(tài)關(guān)聯(lián)性強，但傳統(tǒng)設(shè)備難以實現(xiàn)毫秒級同步控制與采集，導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差大；
多通道效率低下：晶元內(nèi)通道數(shù)量多，手動切換測試模式耗時耗力，實時數(shù)據(jù)處理能力弱，拖慢研發(fā)進度；
系統(tǒng)配置僵化：不同產(chǎn)品測試需求差異大，傳統(tǒng)系統(tǒng)擴展性差，無法靈活適配用戶自定義的測試文件。
破局利器：高效、精準、靈活iDAQ測試測量系統(tǒng)
為解決上述痛點，研華攜手蘇州峘一自動化有限公司開發(fā)一套iDAQ測試測量系統(tǒng)，可精準控制磁場輸出波形并同步測量多路通道阻抗，以技術(shù)創(chuàng)新直擊行業(yè)需求。此外，系統(tǒng)支持靈活配置，通過導(dǎo)入用戶自定義的測試文件完成不同產(chǎn)品的測試，并實時保存數(shù)據(jù)、生成圖表。
以高性能UNO-348嵌入式工控機作為主控單元，負責整體系統(tǒng)的協(xié)調(diào)與控制。為了實現(xiàn)精確的數(shù)據(jù)采集，系統(tǒng)選用了三塊四槽的iDAQ-934機箱，搭配十張八通道AI模塊（iDAQ-817），用于通過電壓換算進行電阻采集。同時，磁場控制由一張四通道AO模塊（iDAQ-821）完成，確保輸出波形的精確性。
系統(tǒng)采用多種技術(shù)手段以保證AI與AO的同步觸發(fā)。同一機箱內(nèi)的模塊間通過研華獨有的“融合”功能實現(xiàn)便捷同步，而不同機箱之間則通過PFP0接口共享時鐘信號，確?？鐧C箱的時間一致性。
此外，iDAQ-821 的 AO0 作為控制信號輸出，AO1 作為觸發(fā)信號給到iDAQ-934 的 PFP1,該 PFP1 接口作為 iDAQ-817 模擬量輸入的啟動觸發(fā)信號。這樣就完成了 AI 和 AO的同步觸發(fā)啟動。可以實現(xiàn)在同一時刻點下的橫向?qū)Ρ?，即不同磁場下的晶元各通道輸出表現(xiàn)。
iDAQ測試測量系統(tǒng)的同步性能通過嚴格的測試得到了充分驗證。具體而言，團隊采用標準三角波作為AO模塊的輸出信號，并將其直接連接至AI模塊的輸入通道進行采集。結(jié)果顯示，AI模塊從首個采樣點開始精準捕獲AO輸出的三角波，且各AI通道采集的波形完全重疊，證明了系統(tǒng)在時間軸上實現(xiàn)高度一致的同步采集。
此外，通過將iDAQ-821的AO1作為觸發(fā)信號，成功啟動了iDAQ-817的模擬量輸入采集，確保AI與AO模塊在同一時刻點啟動工作，實現(xiàn)了不同磁場條件下晶圓通道輸出表現(xiàn)的精確對比。
研華為客戶定制了一套專用測試軟件，基于不同的晶圓型號，用戶可以便捷地設(shè)定產(chǎn)品規(guī)格信息、采集通道、測試路徑地圖、磁場波形、循環(huán)數(shù)量等參數(shù)。
一鍵啟動測試流程，整個測試過程會通過表格和波形圖的形式顯示在軟件界面上，在曲線呈現(xiàn)的同時可自動記錄過程數(shù)據(jù)。測試結(jié)束后，后臺自動捕捉關(guān)鍵測試數(shù)據(jù)并進行二次計算，最終生成各類圖片、報表文件提供給用戶。
方案成效：從驗證到量產(chǎn) 客戶這樣說
某半導(dǎo)體制造商在研發(fā)一款新型高性能晶圓時，面臨電磁性能測試的復(fù)雜挑戰(zhàn)。由于該晶圓需要在多種磁場環(huán)境下工作，其內(nèi)部通道阻抗的變化對芯片性能至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)測試方法在高精度同步采集、靈活配置和大規(guī)模量產(chǎn)支持方面存在明顯不足。
通過部署研華iDAQ測試測量系統(tǒng)，客戶在從驗證到量產(chǎn)的全過程中取得了以下顯著成效：
01 測試精度全面提升
系統(tǒng)的高精度同步機制確保了AI與AO模塊在同一時間點完成數(shù)據(jù)采集與輸出，消除了傳統(tǒng)方案中的延遲誤差。驗證結(jié)果顯示，標準三角波被各AI通道從首個采樣點開始精準捕獲，波形完全重疊，證明了系統(tǒng)的可靠性。這種高精度在量產(chǎn)階段進一步保障了每一片晶圓的質(zhì)量一致性。
02 測試效率顯著提高
自動化測試流程大幅縮短了單次測試時間，同時減少了人為干預(yù)帶來的操作失誤。特別是在量產(chǎn)階段，系統(tǒng)的高效性能顯著降低測試成本，提升整體生產(chǎn)效率。
03 數(shù)據(jù)分析能力倍增
系統(tǒng)生成的圖表和報告文件使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)更加直觀清晰，幫助工程師快速識別異常點并制定改進措施。此外，實時保存的數(shù)據(jù)為長期趨勢分析奠定了基礎(chǔ)，助力客戶持續(xù)優(yōu)化生產(chǎn)工藝。
研華iDAQ測試測量系統(tǒng)解決了多通道同步測試的難題，從磁場控制到數(shù)據(jù)生成全流程自動化，實現(xiàn)效率與精度雙贏！
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷進步，晶圓測試的需求也在持續(xù)升級。研華iDAQ測試測量系統(tǒng)憑借高精度同步控制、強大的靈活性、自動化數(shù)據(jù)分析等，成功幫助客戶克服傳統(tǒng)測試方法的局限性，顯著提升了測試效率和數(shù)據(jù)可靠性。未來，研華將繼續(xù)優(yōu)化產(chǎn)品功能，探索更多應(yīng)用場景，助力半導(dǎo)體行業(yè)邁向更高水平。